日産財団『理科教育助成』

成果報告書
2017 年度助成
役職

所属機関

代表者名

会長

川津北九州市中学校理科教育研究会
博司

役職 報告者名

主幹教諭 梅田 誠吾

見通しをもった観察、実験を行い、自然事象を科学的に探究する資
質・能力の育成を図る中学校理科学習指導～ 理科実験における教育用ＩＣＴ計測システムを活用した実験・観察を通して ～

タイトル

※ご異動等で現職の方では成果発表が難しい場合、上記代表者または報告者による代理発表を可といたします

１．実践の目的（テーマ設定の背景を含む）
教育用ＩＣＴ計測システムが市販されて久しいが、その性能、取り扱いの容易さは飛躍的に向上している。
やや高価で、生徒による実験の場合に各班に準備することは難しい面もあるが、例えば、第２分野の「気象のしくみと天気の変化」の単元で、気温や湿度、気圧などの継続的な観察を行って結果を瞬時にグラフ化したり、第１分野の「運動とエネルギー」の単元で、物体の運動の速度の変化を測定し瞬時にグラフ化したりするなど、生徒の実験を補足するデータを容易に収集できる強みがある。このようなメリットのある教育用
ＩＣＴ計測システムを使いこなせる本市の理科教員が増えることは、本市中学校理科教員のＩＣＴ活用力向上、また、活用指導力向上につながるものと考える。
２０１７年度の研究助成開始時において、本市の中学校理科教員が授業でＩＣＴ機器を活用する割合は上昇傾向にあるものの、特に、測定・計測場面で、教育用ＩＣＴ計測システム（センサーをともなったＩＣＴ計測機器）を活用した実践事例は少なかった。
そこで、研究助成開始時に全市の中学校理科教員に対し、教育用ＩＣＴ計測システムを活用した授業実践について調査を行うとともに、文部科学省が例年行ってきた「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」活用した調査を行い、現状を正確に把握することとした。
その後、教育用ＩＣＴ計測システムを使用した授業実践を本市中学校理科教育研究会で計画・実施し、それが広まるよう授業公開を行うなどすれば、本市理科教員が理科実験で教育用ＩＣＴ計測システムを活用する意欲が高まり、教育用ＩＣＴ計測システムを活用した授業が増加し、本市中学校理科教育研究会員のＩＣＴ活用力及び活用指導力が向上するのではないかと考えた。

２．実践にあたっての準備（機器・材料の購入、協力機関等との打合せを含む）
教育用ＩＣＴ計測システム（以下の６種類）の購入をし、教育用ＩＣＴ計測システムを活用した授業実践の準備と教材研究、授業実践を行った。
ＮａＲｉＫａイージーセンスシリーズ(1)

イージーセンス Ｖ-Log4

ＮａＲｉＫａ Ｅ３１－６９９６ ×

４(2)

イージーセンス Ｖ-Log

ＮａＲｉＫａ Ｅ３１－６９９６ ×

２(3)

気体の圧縮・膨張セット

ＮａＲｉＫａ Ｅ３１－８５７０－０５ ×

４(4)

ガス圧力センサー

ＮａＲｉＫａ Ｅ３１－８９９０－２２ ×２(5)

温度センサーＮａＲｉＫａ Ｅ３１－６９９０－０２ ×

２

(6)

力センター

ＮａＲｉＫａ Ｅ３１－６９９０－１６ ×４1

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また、理科機器会社３社（Ｓｈｉｍａｚｕ、ＮａＲｉＫａ、Ｙａｇａｍｉ）と交渉し、担当者に、北九州市中学校理科教育研究会の研修会での製品紹介を依頼し、３社の担当者がＩＣＴ計測システムや新製品の紹介などを行う研修会を実施することとした。

３．実践の内容
ＰｈａｓｅⅠ 本市中学校理科教員の教育用ＩＣＴ計測システムを活用した授業実践に係る調査と「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」活用調査結果（有効回答数 88）「ＩＣＴ計測システム」について「知っている」と回答した教員は 66％、「活用した授業実践を見たことがある」と回答した教員は 18％、「活用したことがある」教員は５％であった。
また、「ＩＣＴ計測システム」を活用していない、または活用できていない理由として、「ＩＣＴ計測システムを知らなかった」が 31％、「高価で学校予算での購入が難しい」が 33％、「設定や操作が難しい」が 34％、「必要性を感じない」が 15％であった。また、「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」【以下、ＩＣＴ活用指導力チェック（中・高版）と表記】の各項目の平均値は４ポイント中、2.78ポイントであった。
実際に「ＩＣＴ計測システムを活用したことがある」教員が、わずか５％であったとの調査結果を得て、機器の周知・活用の推進が急務であると考えた。ただ、「高価で学校予算での購入が難しい」と 33％の教員が感じていることにも課題を感じた。そこで本教育助成を活用し、北九州市中学校理科教育研究会で「ＩＣＴ計測システム」を購入して研修会をもち、「ＩＣＴ計測システム」を持ち回りとし、公開授業実践を行った。
ＰｈａｓｅⅡ 授業研究（授業公開）その１
１ 学 年
第１学年
２ 単元名
物質のすがた物質の状態変化
３ 主 眼
パルミチン酸の温度変化を調べる実験を通して，温度が変化しないときの状態を粒子モデルも用いて説明することができる。
４ 準 備
学習プリント、ミニホワイトボード、粒子モデル、パルミチン酸、氷水、ＩＣＴ計測システム「イージーセンス」、振り返りシート
５ 工 夫
主体的・対話的で深い学びの工夫
・ 前時の実験（アナログ温度計での融点測定）を想起させ，作成したグラフの確からしさを高めるために，ＩＣＴ計測システムを使って，パルミチン酸の固体→液体の温度変化のグラフをリアルタイムで表示する。
・ 温度が一定になった部分に着目させるために、作成したグラフに「液体に変わり始めたとき」と「完全に液体になったとき」を記入させ、生徒がグラフについて気付いたことを発表するように仕向ける。
・ 熱を加え続けているのに、温度が一定で上が６ 生徒の反応等らない部分ができたことが不思議だった。
・ 「ＩＣＴ計測システム」を使えば、グラフを描く必要がないので便利だと思った。
ＰｈａｓｅⅢ

理科機器会社によるＩＣＴ計測システムや新製品の紹介「ＩＣＴ計測システム」について「知っている」「活用したことがある」教員が増加するよう、理科機器会社３社（Ｓｈｉｍａｚｕ、ＮａＲｉＫａ、Ｙａｇａｍｉ）に、北九州市中学校理科教育研究会の研修会での製品紹介を依頼し、３社の担当者がＩＣＴ計測システムや新製品の紹介などを行った。

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測定機器一つをとっても、新製品は取り扱いがしやすくかつ精度が高く価格も下げて設定されているものが多く、各学校での計画的な購入に向けて大変参考になった。
特に、若手教員の「ＩＣＴ計測システム」への関心は高く、土曜日開催の研修にもかかわらず、参加者は３０名を超えた。また、その後、北九州市中学校理科教育研究会で持ち回る「ＩＣＴ計測システム」の台数を増やし、授業での活用が盛んにできるようにした。
ＰｈａｓｅⅣ
１ 学 年
２ 単元名
３

主眼

４

準備

５

工夫

６

生徒の反応等

授業実践（公開）その２
第２学年
気象のしくみと天気の変化
２章 大気中の水蒸気の変化
雲の発生実験から，空気が膨張すると，気圧が下がり，温度が下がって雲ができることを見いだし，さらに，実生活では，上昇気流などによって気圧が下がり，空気中の塵を凝結核として雲ができることを説明できる。
雲発生装置、温度センサー、圧力センサー、パソコン、大型テレビ、学習プリント
主体的・対話的で深い学びの工夫
・ 容器内の空気を急に抜いたときの気圧と温度の変化について、センサーを使用して大型テレビにグラフ表示して、結果を共有しやすくする。
・ （実生活の中で目にすることができる）身近な雲の発生について、入道雲や飛行機雲の発生動画を見せることで、思考を深める手掛かりにさせる。
・ 班内で役割分担（司会・記録・発表）を行い，全員が主体的に実験や話し合いにかかわることができるようにする。
・ 空気を急に抜くと、一気に容器内の気圧と温度が下がって、雲ができることが画面のグラフでよくわかった。
・ （気圧と温度の）グラフが一気に下がるのが面白かった。

ＰｈａｓｅⅤ 本市中学校理科教員の教育用ＩＣＴ計測システムを活用した授業実践に係る再調査と「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」活用再調査結果(有効回答数 78)「ＩＣＴ計測システム」について「知っている」と回答した教員は 79％、「活用した授業実践を見たことがある」と回答した教員は 33％、「活用したことがある」教員は９％となった。
また，「ＩＣＴ計測システム」を活用していない、または活用できていない理由として、「ＩＣＴ計測システムを知らなかった」が 18％、「高価で学校予算での購入が難しい」が 28％、「設定や操作が難しい」が 32％、「必要性を感じない」が 17％となった。また、「ＩＣＴ活用指導力チェック（中・高版）」の各項目の平均値は４ポイント中、2.99 ポイントであった。

４．実践の成果と成果の測定方法
研修会や授業公開の前→後で、「ＩＣＴ計測システム」について「知っている」と回答した教員は 66％→79％、「活用した授業実践を見たことがある」と回答した教員は 18％→33％、「活用したことがある」教員は５％→12％と、増加した。また、「ＩＣＴ計測システム」を活用していない、または活用できていない理由として、「ＩＣＴ計測システムを知らなかった」は 31％→18％、「高価で学校予算での購入が難しい」が 33％→28%、「設定や操作が難しい」が 32％→25%、「必要性を感じない」が 15%→17％となった。
「必要性を感じない」
は微増したものの、他のマイナスイメージは解消の傾向が見られた。また、「ＩＣＴ活用指導力チェック（中・高版）」の各項目の平均値は４ポイント中、2.78→2.99 ポイントと向上が見られた。

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なお、成果の測定は本市中学校理科教育研究会独自の「教育用ＩＣＴ計測システムの活用状況アンケート」
及び、文部科学省の「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」を利用した。

教育用ＩＣＴ計測システムの活用状況アンケート（北九州市中学校理科教育研究会オリジナル）

教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版） ↓ 掲載ＵＲＬ

https://www.mext.go.jp/component/a_menu/education/detail/__icsFiles/afieldfile/2010/09/07/1296870_2.pdf

５．今後の展開（成果活用の視点、残された課題への対応、実践への発展性など）
今後は、今回購入した、「ＩＣＴ計測システム」をさらに活用し、市内の中学校理科教員の授業実践をさらに豊かに、授業の質・量（機器を利用する実験場面の増加と利用した授業時間の増加）とも向上を目指していくことが課題である。また、本市の各中学校に導入されたタブレットとのリンクや、生徒の視点から見た「ＩＣＴ計測システム」活用の学習効果を探ることも今後の課題である。成果の測定には本市中学校理科教育研究会独自の「教育用ＩＣＴ計測システムの活用状況アンケート」及び、文部科学省の「教員のＩＣＴ活用指導力のチェックリスト（中学校・高等学校版）」を利用することを継続して、変化を追跡していきたい。

６．成果の公表や発信に関する取組み※ メディアなどに掲載、放送された場合は、ご記載ください
特になし

７．所感
今回、公益財団法人日産財団様の研究助成をいただき、本市中学校理科教育研究会で「教育用ＩＣＴ計測システム」について研究が行える貴重な機会を得た。この助成がなければ、市内の中学校理科教員の授業実践で「教育用ＩＣＴ計測システム」の利活用率、ＩＣＴ活用指導力の向上を図ることはかなわず、研修も充実しなかったと考える。関係者の皆様のご努力、ご尽力に、ただただ深く感謝申し上げたい。

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